Хімія і хімічна технологія
При вимірах невеликих теплових ефектів. а також теплоемкостей застосовують подвійний калориметр, який має дві абсолютно однакові калоріметріч системи (рідинні, масивні, тонкостінні), к-які знаходяться при одній і тій же т ре і мають однаковий теплообмін з оболонкою Замість поправки на теплообмін вводять неболь- [c.292]
При визначенні зміни темп-ри під час калоріметріч. досвіду вплив навколишнього середовища і сторонніх процесів, що відбуваються в калориметр (таких, як тертя мішалки або пропускання струму через термометр опору), має строго враховуватися. Для цього до спостережуваного в досвіді зміни темп -ри вводиться поправка на теп-л про б м е і. Для точного визначення поправки иа теплообмін калориметри обичпо ізолюють від зовнішнього середовища оболонками, темп-ра яких брало контролюється заданим чином і к-які, як правило, бувають або ізотермічними, або адіабатне. У прецизійних роботах сталість темп-ри изотермич. оболонки підтримується з точністю 0,00Р з такою ж точністю нерідко здійснюються адіабатні умови. [C.182]
Провід, що підводять струм до калориметр, призводять в хороший тепловий контакт з адіабатичній оболонкою і таким чином вони приймають її температуру. Це дозволяє значно знизити теплообмін калориметра з навколишнім середовищем. який в умовах глибокого вакууму при низьких температурах в основному здійснюється за рахунок теплопровідності підвідних проводів. Завдяки цьому в низькотемпературних калориметрах з адіабатичній оболонкою. незважаючи на невеликі їх розміри, поправка на теплообмін зазвичай дуже невелика. [C.305]
Це рівняння отримано в припущенні, що поправка на теплообмін дорівнює нулю, т. Е. Все кількість теплоти. підведеної нагрівачами, йде на зміну температури калориметричних систем 1 я 2 (ур-ня (134)). Це предполол ення може здатися цілком обгрунтованим, так як досліди проводять в адіабатичних умовах. Але в багатьох випадках і для адиабатических калориметр доводиться вводити невелику поправку на теплообмін (1 цього розділу). В описаному подвійному калориметр (див. Рнс. 90) вплив цього теплообміну на результат вимірювання С] виключається проведенням першого досвіду. в якому обидва судини містять однакову масу води. У цьому досвіді відношення VI дуже близько до одиниці, але не строго одно їй внаслідок деякої неидентичности судин 1 і 2, невеликих відмінностей в їх розташуванні в гнізді 3, і можливого відмінності в їх теплообміні з оболонкою. У другому досвіді ці фактори залишаються тими л е самими, так як розташування судин не змінюється. Тому теплообмін в першому і другому дослідах можна вважати однаковим і його вплив на результат вимірювання теплоємності повністю виключеним. [C.350]
Завдяки застосуванню двох систем захисних оболонок. теплообмін калориметра з навколишнім середовищем вдалося значно знизити. Поправка на теплообмін в цьому калориметр становила всього 0,1-0,2% від величини At. [C.353]
Численні, дуже різні за своїм устроєм типи калориметр можна розділити на два основних типи -з постійною температурою (наприклад, крижаний калориметр) і зі змінною температурою. При роботі з останніми проводять експеримент одним з двох способів діатермічним (за старою термінологією-ізотермічним) або адиабатическим. Для першого способу характерний обмін теплотою з калориметричної оболонкою, який необхідно ретельно враховувати. При адіабатичному способі вимірювання теплообмін усувається і поправка не потрібна. [C.76]
Розчини, які використовуються при калориметричних з, -мереніях, повинні бути попередньо витримані 0,5 ч в термостаті при температурі, яку має вода, що надходить в оболонку калориметричній установки. При роботі з розчинами, що мають температуру, рівну температурі оболонки калориметра. теплообмін між калориметр і оболонкою в початковому періоді досвіду (до проведення досліджуваного процесу) практично відсутня, а в кінцевому періоді досвіду (після проведення досліджуваного процесу) невеликий. Тому поправка на теплообмін, значення ко.торой необхідно при визначенні істинного зміни температури в досвіді, мала (лежить за межами похибки вимірювань) і може не враховуватися. [C.67]
Теплоти розчинення полімерів визначалися при температурі 25 ° в калориметр з постійним теплообміном. Підйом температури визначався за допомогою термометра Бекмана з точністю 0,001 °. Температура оболонки калориметра регулювалася вручну подачею гарячої чи холодної води поправка на різницю температур калориметра і оболонки, яка визначається рівнянням термометрами, у всіх дослідах дорівнювала нулю. Теплове значення калориметричній системи визначалося електричним способом. [C.96]
РОЗРАХУНОК Поправки НА ТЕПЛООБМІН ПРИ ПРОВЕДЕННІ ДОСЛІДІВ В калориметр С ізотермічною оболонкою [c.231]
Якщо в силу будь-яких умов досвіду (велика різниця температур калориметра і оболонки або велика тривалість початкового або кінцевого періоду) нелінійність ходу стає помітною при даній точності вимірювань, то наведений нижче розрахунок поправки на теплообмін не можна вважати обгрунтованим і обчислення її значно ускладнюється (більш докладно см. стр. 54 в роботі [13]). [C.233]
Планіметричний метод рідко використовується практично, по-перше, тому, що криву температура-час для калориметричного досвіду можна графічно зобразити лише наближено (відліки температур калориметра робляться через 30 сек) і, по-друге, тому, що точність планиметрических вимірювань невисока. Однак розгляд цього методу дозволяє усвідомити основні положення обчислення поправки на теплообмін і залежність її величини від тривалості головного періоду досвіду і вибору температури оболонки. [C.236]
Пфаундлера. Вони застосовуються при розрахунку поправки на теплообмін в дослідах, коли використовуються калориметри з ізотермічної оболонкою. [C.238]
Поправка на теплообмін в досвіді з калориметрами з адіабатичній оболонкою обчислюється як сума двох величин [c.252]
Т. е. Поправка на теплообмін при роботі в калориметр з адіабатичній оболонкою дорівнює напівсумі початкового і кінцевого ходів температури. помноженої на число відліків головного періоду, плюс твір константи охолодження на суму різниць температур калориметра і оболонки від першого до останнього відліку головного періоду. [C.254]
Надалі калориметр Нернста і Ейкена піддавався численним удосконаленням і змінам. Основні напрямки. за якими йшли ці удосконалення, складалися в підвищенні точності вимірювання температури калориметра і в більш ретельному контролі теплообміну калориметра і оболонки, що дозволяє точніше обчислювати поправку на теплообмін, або ж звести її до незначної величини. [C.298]
Контейнер з усіх боків закритий тонким мідним чохлом 12, який утворює разом з ним, його вмістом і нижньою частиною трубки 2 калориметричну систему. Таким чином. власне калориметр є двохстінних. Він оточений двухстенной ж захисною оболонкою 13, на зовнішній стіні якої є нагрівач Яг. Захисна оболонка калориметр складається з двох частин - нижньої і верхньої. Нижня її частина оточує калориметрический посудину. Верхня ж частина оболонки значно більше, ніж зазвичай буває в калориметрах для вимірювання справжніх теплоємність. Це пояснюється, по-перше, необхідністю точного обліку теплообміну по трубці 2, що служить для відводу пара. в зв'язку з чим доцільно оточити частину цієї трубки захисною оболонкою. По-друге, в описуваному калориметр важливу роль у вимірі температури калориметра і визначенні поправки на теплообмін відіграє масивне мідне кільце 14, яке служить блоком для вимірювання і порівняння температур. За умовами вимірювань важливо, щоб це кільце знаходилося при постійній температурі. тому воно розташоване над калориметром всередині верхньої частини захисної оболонки. До масивного кільця 14 припаяні внизу дві товстостінні мідні трубки 15, в які вставляються два платинових термометра опору. Один з термометрів є робочим, а інший може служити для перевірки його градуювання. У неглибокому пазу на бічній поверхні кільця 14 розташований нагрівач Яз, який може бути використаний для підтримання сталості температури кільця. [C.364]
Поправка на теплообмін б обчислювалася способом, прийнятим для калориметр з адіабатичній оболонкою (I, стор. 252) як сума двох величин [c.419]
У калориметр з адіабатною оболонкою у всіх трьох періодах калоріметріч. досвіду проводиться вимірювання різниці темп-р оболонки і калориметр. Темн-ра калориметра зазвичай вимірюється тільки в початковому і кінцевому періодах досвіду. Температурний хід калориметра в цих періодах має дорівнювати нулю або близький до нуля (незначне температурний хід часто може мати місце і при рівності темп-р калориметр і оболонки внаслідок неповного странения впливу зовнішнього середовища адіабатною оболонкою). Поправка на теплообмін в калориметрах з адіабатною оболонкою значно менше за велічіпе, ніж в калориметрах про изотермич. оболонкою, і обумовлена як невеликими різницями мен ду темн-рій оболонки і темн-рій калориметр, так і незначним температурним ходом калориметр. Калориметри з адіабатне оболонками часто [c.182]
На відміну від оболонки калориметрична система в ході досвіду змінює свою температуру. Різниця температур калориметричній системи і оболонки викликає обмін теплотою між ними. Щоб мінімізувати результати такого теплообміну, перед початком досвіду нагрівачами судини і оболонки встановлюють таке співвідношення температур. при якому калориметрична система холодніше оболонки на 1,5-2,5 К. В ході експерименту система нагрівається на 3-5 К і її температура стає на 1,5-2,5 До вище температури оболонки. Таким чином. різницю температур між системою і оболонкою в ході досвіду зменшується, досягає нуля, потім починає рости, але з протилежним знаком. Такий же характер має зміна теплового потоку спочатку система отримує теплоту, потім віддає. Сумарний результат теплообміну при цьому мінімальний, проте все ж таки не дорівнює нулю, в зв'язку з чим ГОСТ 147-95 передбачає внесення в формулу (8.45) особливої поправки, що враховує теплообмін калориметричній системи з оболонкою калориметра (навколишнім середовищем). Для визначення такої поправки калориметрический досвід поділяють на три періоди. [C.196]
Калориметри з ізотермічної оболонкою. що дозволяють точно враховувати поправку на теплообмін. У студентських практикумах зазвичай користуються калориметром з ізотермічної оболонкою. Цей варіант калориметр, незважаючи на простоту пристрою, дозволяє отримувати при ретельній роботі добре відтворювані результати. [C.64]
Термостатування оболонки при температурі вищій. ніж температура калориметра в будь-який момент досвіду. не завжди можна рекомендувати. Це зменшує теплообмін за рахунок випаровування. але, з іншого боку, це (як буде видно з подальшого) значно збільшує загальну величину поправки на теплообмін, що в багатьох випадках є досить небажаним. Правильне вирішення питання про вибір температури оболонки знаходиться в кожному конкретному випадку калориметричній установки за доцільне компромісом між цими двома протилежними вимогами. (Прим. Ред.) [C.80]
Для точного визначення поправки на теплообмін калориметри ізолюють від зовнішнього середовища ізотермічними оболонками (при постійній температурі) або адіабатичними (різниця температур калориметра і оболонки дорівнює нулю). Для вивчення порівняно швидких процесів (10-20 хв) використовують калориметри з ізотермічної оболонкою. в цьому випадку поправка на теплообмін хоча і велика, але визначається з великою точністю. Калориметри з адіабатичній оболонкою застосовують зазвичай для повільно протікаючих процесів. Поправка на теплообмін в цих калориметрах значно менше, але не дорівнює нулю, так як практично неможливо протягом всього досвіду зберігати однаковими температури калориметр і оболонки. [C.17]
Все калориметри (в залежності від принципу вимірювання кількості теплоти) можна умовно розділити на калориметри змінної т-ри, постійної т-ри і теплопровідні Наїб поширені калориметри змінної температури. в яких брало кількість теплоти Q визначається по зміні т-ри калоріметріч системи. Q = IV АТ, де IV-теплове значення калориметра (тобто кількість теплоти, необхідне для його нагрівання на I К), знайдене попередньо в градуювальних дослідах, ДТ-зміна т-ри під час досвіду Калоріметріч досвід складається з трьох періодів у початковому періоді встановлюється рівномірний зміна т-ри, викликане регульованим теплообміном з оболонкою і побічними тепловими процесами в калориметр, т зв температурний хід калориметра Головний період починається з моменту введення теплоти в калориметр і характеризується швидким і нерівномірним зміна його т-ри В кінцевому періоді досвіду. по завершенні процесу, що вивчається, температурний хід калориметра знову стає рівномірним У калориметр з изотермич оболонкою (іноді наз ізоперіболіч калориметрами) т-ра оболонки підтримується постійною, а т-ри калоріметріч системи вимірюють через рівні проміжки часу Для обчислення поправки на теплообмін, к-раю досягає неск% від ДТ використовують метод розрахунку. заснований на законі охолодження Ньютона Такі калориметри зазвичай застосовують для визначення теплот порівняно швидких процесів (тривалість головного періоду досліду 10-20 хв) У калориметр з адіабатіч оболонкою т-ру оболонки підтримують близькою до т-ре калоріметріч системи протягом усього досвіду (т-ру останньої вимірюють тільки в початковому і кінцевому періодах досвіду) Поправка иа теплообмін в цьому випадку незначна і обчислюється як сума поправок на неадіабатичність і на хід т-ри Такі калориметри застосовують при визначенні еплот повільно протікаючих процесів За конструкцією калоріметріч системи і методикою вимірювання розрізняють рідинні і масивні, одинарні та подвійні (диференціальні) калориметри і ін [c.291]
У калориметр з изотермич. 0б0л0Ч1 0й під час досвіду у всіх трьох періодах проводиться вимірювання темп-ри калориметр через рівні проміжки часу (т. Е. Знімається крива темп-ра - час). Для обчислення поправки на теплообмін за цими даними запропонований ряд формул. Найбільш часто застосовується формула Реньо - Пфаундлера - Усов, заснована на законі охолодження Ньютона. Ця формула враховує теплообмін з навколишнім середовищем і повністю виключає вплив постійного в часі підведення тепла. обумовленого, напр. тертям мішалки або струмом, що проходить через термометр опору. Поправка на теплообмін в разі калориметра з изотермич. оболонкою нерідко буває значною (1-4% від всієї величини ДГ), але обчислюється досить точно. Калориметри з изотермич. оболонкою зазвичай застосовуються при визначенні теплот порівняно швидких процесів (тривалість головного періоду 10-20 хв). [C.182]
При періодичному введенні теплоти калориметрический досвід, як зазвичай, ділиться на три періоди початковий. головний і кінцевий (I, гл. 8). Проведення експерименту в калориметр з масивної оболонкою в принципі не відрізняється від оіісанного в I, гл. 8 для калориметра з ізотермічної оболонкою. однак при точних вимірах обчислення поправки на теплообмін має проводитися з урахуванням зміни температури оболонки під час досвіду (стор. 305). Температуру оболонки зазвичай встановлюють таким чином. щоб вона була вище початкової, але нижче кінцевої температури калориметра. [C.311]
Як зазначено в ч. I на стор. 252, поправку на теплообмін в разі калориметр з адіабатичній оболонкою треба обчислювати як суму двох величин поправки на неадіабатичність (61) і поправки на хід (62). Однак, як видно з протоколу калориметричного досвіду. температурний хід калориметра в початковому і кінцевому періодах практично був відсутній, так як сопротивле- [c.427]
Константа радршціі калориметр, певна дослідним шляхом і рівна 0,0039 хв. приблизно вдвічі менше, ніж в разі першої установки [1, 2]. У зв'язку з цим (а також з тим, що алгебраїчна сума різниць температур між блоком і водяною оболонкою, відлік яких ведеться в кінці послідовних півхвилинної інтервалів, в ході експерименту зводиться до нуля) відпадає необхідність введення поправки на теплообмін. [C.289]